简化自由能地形的准确蛋白质折叠转变路径统计
摘要：蛋白质折叠理论的一个核心目标是利用只有热力学信息（如低维度平衡自由能景观）来预测转变路径的随机动力学，即在折叠和展开状态之间的稀有轨迹。然而，常用的一维景观往往无法完全实现这一目标，因为需要拟合经验坐标相关扩散系数才能重现转变路径动力学。我们展示了一种新的第一原理自由能景观，预测的转变路径统计与模拟和单分子实验的结果很好地吻合，且不需要动力学数据作为输入。这种“拓扑配置”模型假设不同的类似于原生态的亚结构在原生态接触形成之前但蛋白质整体折叠之前的一个较快时间尺度上形成。利用仅平衡模拟数据来确定这些粗粒化中间态的自由能，我们预测了与模拟观测到的转变路径持续时间相一致的广泛分布的转变路径时间。我们进一步展示了一维序参量上的有限时间位移分布以及模型生成的转变路径轨迹集合与模拟转变路径一致。这些结果表明，基于往往被一维投影隐藏的临时折叠中间体的景观可以构建一个蛋白质折叠转变路径动力学的预测模型的基础。
作者：William M. Jacobs and Eugene I. Shakhnovich
论文ID：1806.06894
分类：Biomolecules
分类简称：q-bio.BM
提交时间：2018-08-09